但菲涅爾的橫波理論卻留給波動一個尖銳的難題,就是以太的問題。光是一種橫波的事實已經十分清楚,它傳播的速度也得到了精確測量,這個數值達到了30萬公裏br秒,是一個驚人的高速。通過傳統的波動論,我們不難得出它的傳播媒介的性質:這種媒介必定是一種異常堅硬的固體!它比最硬的物質金剛石還要硬上不知多少倍。然而事實是從來就沒有任何人能夠看到或者摸到這種“以太”,也沒有實驗測定到它的存在。星光穿越幾億億公裏的以太來到地球,然而這些堅硬無比的以太卻不能阻擋任何一顆行星或者彗星的運動,哪怕是最微小的也不行!
波動對此的解釋是以太是一種剛性的粒子,但是它卻是如此稀薄,以致物質在穿過它們時幾乎完全不受到任何阻力,“就像風穿過一小片叢林”(托馬斯·楊語)。以太在真空中也是絕對靜止的,隻有在透明物體中,可以部分地被拖曳(菲涅耳的部分拖曳假說)。
這個觀點其實是十分牽強的,但是波動說並沒有為此困惑多久,因為更加激動人心的勝利很快就到來了。偉大的麥克斯韋於1856,1861和1865年發表了三篇關於電磁理論的論文,這是一個開天辟地的工作,它在牛頓力學的大廈上又完整地建立起了另一座巨構,而且其輝煌燦爛絕不亞於前者。麥克斯韋的理論預言,光其實隻是電磁波的一種。這段文字是他在1861年的第二篇論文《論物理力線》裏麵特地用斜體字寫下的。而我們在本章的一開始已經看到,這個預言是怎樣由赫茲在1887年用實驗予以了證實。波動說突然發現,它已經不僅僅是光領域的統治者,而是業已成為了整個電磁王國的最高司令官。波動的光輝到達了頂點,隻要站在大地上,它的力量就像古希臘神話中的巨人那樣,是無窮無盡而不可戰勝的。而它所依靠的大地,就是麥克斯韋不朽的電磁理論。
飯後閑話:阿拉果的遺憾
阿拉果一向是光波動說的捍衛者,他和菲涅耳在光學上其實是長期合作的,菲涅爾的參賽得到了阿拉果的熱情鼓勵,而菲涅耳關於光是橫波的思想,最初也是來源於托馬斯·楊寫給阿拉果的一封信。他和菲涅耳共同作出了對於相互垂直的兩束偏振光線的相幹性的研究,明確了來自同一光源但偏振麵相互垂直的兩支光束,不能發生幹涉。但在雙折射和偏振現象上,菲涅耳顯然更具有勇氣和革命精神,在兩人完成了《關於偏振光線的相互作用》這篇論文後,菲涅耳指出隻有假設光是一種橫波,才能完滿地解釋這些現象,並給出了推導。然而阿拉果對此抱有懷疑態度,認為菲涅耳走得太遠了。他坦率地向菲涅耳表示,自己沒有勇氣發表這個觀點,並拒絕在這部分論文後麵署上自己的名字。於是最終菲涅耳以自己一個人的名義提交了這部分內容,引起了科學界的震動。
這大概是阿拉果一生中最大的遺憾,他本有機會和菲涅耳一樣成為在科學史上大名鼎鼎的人物。當時的菲涅耳雖然嶄露頭角,畢竟還是無名小輩,而他在學界卻已經聲名顯赫,被選入法蘭西研究院時,得票甚至超過了著名的泊鬆。其實在光波動說方麵,阿拉果做出了許多傑出的貢獻,不在菲涅耳之下,許多還是兩人互相啟發而致的。在菲涅耳麵臨泊鬆的質問時,阿拉果仍然站在了菲涅耳一邊,正是他的實驗證實了泊鬆光斑的存在,使得波動說取得了最後的勝利。但關鍵時候的遲疑,卻最終使得他失去了“物理光學之父”的稱號。這一桂冠如今戴在菲涅耳的頭上。